一种纵列式可倾转旋翼飞行器转让专利
申请号 : CN202010806674.6
文献号 : CN111891344B
文献日 : 2021-10-22
发明人 : 杨守利
申请人 : 天津斑斓航空科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种纵列式可倾转旋翼飞行器,其特征在于,包括:机架、机翼、驱动机构和操控机构;
所述机架包含纵向支撑杆,纵向支撑杆的两端分别连接驱动机构;
所述机翼可拆卸的安装于所述纵向支撑杆上;
所述驱动机构,包括两个第一旋翼组件和第一倾转装置,第一旋翼组件通过连接件与第一倾转装置连接,所述第一倾转装置带动所述第一旋翼组件发生横向或纵向倾转;
所述操控机构与所述驱动机构连接,控制驱动机构运动;
两个第一旋翼组件结构相同,每个第一旋翼组件均包括,电机和与电机输出轴连接的旋翼,两个电机安装于电机安装座的两端;
第一倾转装置,包括,横向倾转舵机和纵向倾转舵机,横向倾转舵机的输出轴与电机安装座连接,带动电机安装座发生横向倾转,纵向倾转舵机的输出轴与电机安装座连接,带动电机安装座发生纵向倾转,所述横向倾转舵机安装于基座内,所述基座与所述纵向支撑杆连接。
2.如权利要求1所述的一种纵列式可倾转旋翼飞行器,其特征在于,所述机架,还包括,竖向支撑杆,所述竖向支撑杆的一端与所述纵向支撑杆连接,另一端与安装架连接,所述安装架经斜拉支撑杆与所述纵向支撑杆连接,所述安装架上安装座椅,所述安装架下部安装起落架;
所述纵向支撑杆上设置机翼安装座,所述机翼上设置连接环,所述连接环与所述机翼安装座通过轴销连接,将所述机翼安装于所述纵向支撑杆上,所述轴销拆除,将所述机翼拆卸下来。
3.如权利要求2所述的一种纵列式可倾转旋翼飞行器,其特征在于,所述操控机构包括摇杆和飞行控制器;所述摇杆设置于机架上,与所述飞行控制器连接,飞行控制器与驱动机构连接,操控摇杆可触发所述飞行控制器发送指令至驱动机构控制驱动机构运动。
4.如权利要求1所述的一种纵列式可倾转旋翼飞行器,其特征在于,将第一倾转装置替换为第二倾转装置,第二倾转装置,包括,横向倾转舵机和横向倾转轴,横向倾转舵机通过皮带传动带动横向倾转轴旋转,横向倾转轴与电机安装座固定连接,当横向倾转轴旋转时,电机安装座发生横向旋转,横向倾转舵机安装于舵机座上,所述舵机座与所述纵向支撑杆连接。
5.如权利要求1所述的一种纵列式可倾转旋翼飞行器,其特征在于,将第一倾转装置替换为第三倾转装置,第三倾转装置,包括,横向倾转舵机的输出轴与电机安装座固定连接,带动电机安装座发生横向倾转,横向倾转舵机安装于基座内,所述基座与纵向倾斜摇臂连接,纵向倾斜摇臂与所述纵向支撑杆铰接,所述纵向倾斜摇臂竖向连接摆臂,摆臂与纵向倾斜连杆的一端铰接,纵向倾斜连杆的另一端与摇杆铰接,所述摇杆与所述纵向支撑杆连接。
6.如权利要求1所述的一种纵列式可倾转旋翼飞行器,其特征在于,将两个第一旋翼组件替换为两个第二旋翼组件,两个第二旋翼组件分别为上旋翼组件和下旋翼组件,上旋翼组件,包括下电机,和与下电机输出轴连接的上旋翼;下旋翼组件包括,上电机,和与上电机输出轴连接的下旋翼;上电机的输出轴为中空结构,下电机的输出轴穿过上电机的输出轴后与上旋翼连接,上电机、下电机均安装于电机安装座上。
7.如权利要求6所述的一种纵列式可倾转旋翼飞行器,其特征在于,将第一倾转装置替换为第四倾转装置,所述第四倾转装置,包括,横向倾转舵机和纵向倾转舵机,横向倾转舵机与电机安装座连接,驱动电机安装座发生横向旋转,横向倾转舵机安装于纵向倾转座上,纵向倾转座与电机安装座铰接,纵向倾转舵机与纵向倾转座相连,驱动纵向倾转座发生纵向倾转,纵向倾转座与倾转基座铰接,倾转基座安装于所述纵向支撑杆上。
8.如权利要求6所述的一种纵列式可倾转旋翼飞行器,其特征在于,将第一倾转装置替换为第五倾转装置,所述第五倾转装置,包括,横向倾转舵机和纵向倾转舵机,纵向倾转舵机与电机安装座相连,驱动电机安装座发生纵向倾转,电机安装座与横向倾转环连接,电机安装座与横向倾转环相对纵向转动,横向倾转舵机与横向倾转环连接,驱动横向倾转环发生横向倾转,横向倾转环与倾转基座在纵向上铰接,倾转基座安装于纵向支撑杆上。
说明书 :
一种纵列式可倾转旋翼飞行器
技术领域
背景技术
个螺旋桨)。在X支架交叉点上方安装座椅,人可骑座在上面。通过同时调节前后两个或者左
右两个电机的转速使整个机体产生倾斜角度实现前后左右飞行,通过同时调节对角电机的
转速产生转速差发生扭力实现转弯。发明人在研发过程中发现,该种飞行器存在重心高出
整个机体,飞行稳定性差,安全性差,动作反应时间相对较长飞行动作不够灵敏的不足。
安全问题,但是该种飞行器同样存在动作反应时间相对较长,飞行动作不够灵敏的不足。国
外还有飞行器是通过网状支架或者多个Y形结构组成一个圆形的大支架。在每个交叉点上
安装电动动力装置,控制方式与上述方案类似,通过同时调控前后左右多个的转速实现前
后左右飞行及转弯飞行。发明人在研发过程中发现,此类飞行器存在结构过于复杂,飞行动
作反应时间相对较长,飞行动作不够灵敏的不足。
心较高,稳定性差,安全系数低。舵面控制行进及方向影响升力的效率反应时间相对也长。
发明内容
从而实现飞行器的灵活飞行。
转,另一端发生纵向倾转,通过两端旋翼的倾转方向对飞行器的飞行方向进行控制,飞行灵
活,飞行动作反应灵敏及时,易于操控。
地形复杂地区飞行,当安装机翼时,飞行器升力主要靠机翼来提供,相对没有机翼的情况下
飞行时长会延长很多,航程会很远,适合远距离飞行任务。
附图说明
轴,114、第一横向倾转轴承,116、第一横向倾转舵机,117、第一纵向倾转舵机,118、第一基
座,119、第一基座盖,21、第一纵向支撑杆,22、第二纵向支撑杆,23、机翼,25、竖向支撑杆,
26、安装架,27、座椅,28、摇杆,29、起落架,211、第一电机,212、第一旋翼,213、第一横向倾
转轴,214、第一横向倾转轴承,215、第一倾转皮带轮,216、第一舵机,217、第一舵机座,31、
纵向支撑杆,32、竖向支撑杆,33、安装架,34、座椅,35、摇杆,36、起落架,37、斜拉支撑杆,
310、第一上电极,311、第一下电机,312、第一上旋翼,313、第一下旋翼,314、第一电机安装
座,315、第一纵向倾转座,316、第一横向倾转舵机,317、第一纵向倾转舵机,318、第一横向
倾转连杆,319、第一纵向倾转连杆,3110、第一倾转基座,41、纵向支撑杆,42、竖向支撑杆,
43、安装架,410、第一上电机,411、第一下电机,412、第一上旋翼,413、第一下旋翼,414、第
一电机安装座,415、第一横向倾转环,416、第一横向倾转舵机,417、第一纵向倾转舵机,
418、第一横向倾转连杆,419、第一纵向倾转连杆,4110、第一倾转基座,51、纵向支撑杆,52、
第一纵向倾斜摇臂,53、第二纵向倾斜摇臂,54、第一纵向倾斜连杆,55、第二纵向倾斜连杆,
56、摇杆,57、第一摆臂,58、第二摆臂,59、扭转开关,91、机翼安装座,92、连接环,93、轴销。
具体实施方式:
理解的相同含义。
也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包
括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
开各部件或元件结构关系而确定的关系词,并非特指本公开中任一部件或元件,不能理解
为对本公开的限制。
本领域的相关科研或技术人员,可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义,
不能理解为对本公开的限制。
杆、舵机、齿轮、伺服电机等直接驱动、或通过连杆驱动、摆臂、传动轴、或通过皮带传动等方
式驱动旋翼发生倾转。每个实施例都会配有飞行控制器简称飞控。
连接,安装架上安装座椅,安装架底部安装起落架,纵向支撑杆上设置机翼安装座,机翼上
设置连接环,机翼安装座与连接环通过轴销连接,将机翼安装于纵向支撑杆上,轴销拆掉,
机翼从纵向支撑杆上拆卸下来。
于操控飞行器的摇杆。如图1、图2所示。
18,安装架18上装有带扶手的座椅14,带扶手的座椅14右侧座椅扶手前端设置有用于操控
飞行器的摇杆15,安装架18下安装有起落架16,安装架18前部分别连接有两个斜拉支撑杆
17,两个斜拉支撑杆17上端安装在纵向支撑杆约三分之一位置的两侧。
接,倾转装置与电机安装座连接,推动旋翼发生横向或纵向倾转,其中的倾转装置,包括横
向倾转舵机和纵向倾转舵机,横向倾转舵机的输出轴与横向倾转轴连接,横向倾转轴与电
机安装座中间连接,横向倾转舵机旋转时,通过横向倾转轴带动电机安装座发生横向倾转,
纵向倾转舵机的输出轴与电机安装座固定连接,纵向倾转舵机旋转时,带动电机安装座发
生纵向倾转。下面对具体结构进行说明。
机117、第一基座118、第一基座盖119组成。
110的中部置于第一横向倾转轴113的缺口内,所述第一纵向倾转舵机117的输出轴,穿过第
一横向倾转轴113两侧的轴孔与电机安装座110固定相连。
第一横向倾转轴承114和第一横向倾转舵机116相吻合的安装槽;两个第一横向倾转轴承
114和第一横向倾转舵机116分别安装在第一基座118的安装槽内;第一基座盖119通过螺丝
与第一基座118紧固后形成一个整体,插入纵向支撑杆11前端后再由螺丝紧固。
组成。
部置于所述第二横向倾转轴的缺口内,所述第二纵向倾转舵机的输出轴,穿过所述第二横
向倾转轴两侧的轴孔与电机安装座固定相连。
倾转轴承和第二横向倾转舵机相吻合的安装槽;所述两个第二横向倾转轴承和第二横向倾
转舵机分别安装在第二基座的安装槽内;所述第二基座盖通过螺丝与第二基座紧固后形成
一个整体,插入纵向支撑杆11后端后再由螺丝紧固。
一定高度后略收回一点油门使旋翼向上的升力与飞行器的总量相等,飞行器就会处于悬停
的状态。
拉力;原有向上的升力被分走一部分升力减小,飞行器会掉高,为保持飞行高度不变,在旋
翼倾转的同时飞控会下达增加转速的指令以补偿被分走的升力;在向前的拉力作用下飞行
器向前飞行,旋翼倾转角度越大拉力越大,飞行速度越快;同样原理后拉摇杆,旋翼面会向
后倾斜,飞行器向后飞。
有向上的升力被分走一部分升力减小,飞行器会掉高,为保持飞行高度不变,在旋翼倾转的
同时飞控会下达增加转速的指令以补偿被分走的升力;在向左的拉力作用下飞行器向左飞
行,旋翼倾转角度越大拉力越大,飞行速度越快;同样原理向右拉摇杆,旋翼面会向右倾斜,
飞行器向右飞。
个向左的拉力;同时纵向倾转舵机驱动旋翼向前倾转,旋翼面向前倾斜,原有向上的升力又
被分解出一个向前的拉力;此时每个旋翼的旋翼面倾斜方向为向左前方约45度;原有向上
的升力被分为三个部分,一部分还是向上的升力,一部分是向左的拉力,还有一部分是向前
的拉力,分走两个部分升力减小,飞行器会掉高,为保持飞行高度不变,在旋翼倾转的同时
飞控会下达增加转速的指令以补偿被分走的升力;飞行器在向左和向前的拉力作用下向左
前方飞行,如果旋翼向左和向前的倾转角相同,那么飞行器就向45度方向飞行,如果向左大
于向前倾转角,那么向左的拉力就大于向前的拉力,飞行器的飞行方向就偏左,反之就偏前
方。
力被分解出一个向前的拉力;前旋翼组的横向倾转舵机接到指令是向左驱动旋翼组倾转,
旋翼面向左倾斜;后旋翼组横向倾转舵机接到的指令是向右驱动旋翼组倾转,旋翼面向右
倾转;飞行器在向前拉力作用下前飞,同时在前后两个方向相反的推力作用下一边前飞一
边转弯;同样,飞控会在旋翼倾转时下达增加转速的指令,以补偿升力保持飞行高度不变。
飞行器的摇杆,结构如图3所示。
接,推动旋翼发生横向倾转,其中的倾转装置,包括横向倾转舵机和横向倾转轴,横向倾转
舵机通过皮带传动带动横向倾转轴旋转,横向倾转轴与电机安装座固定连接,当横向倾转
轴旋转时,电机安装座发生旋转,进而带动旋翼发生横向倾转,具体结构如下。
撑杆22上面的中间位置,并预设较大仰角。
侧扶手前端设置有用于操控飞行器的摇杆28,安装架26下部设有起落架29;安装架26前端
分别连接有两个斜拉支撑杆,两个斜拉支撑杆上端分别安装在第一纵向支撑杆21与第二纵
向支撑杆22的前部。
座217组成。
过两个第一横向倾转轴承214后安装有第一倾转皮带轮215;第一舵机216安装在第一舵机
座217上;第一舵机216的输出轴安装有主动皮带轮,与第一倾转皮带轮215之间连接有皮
带;第一舵机座217安装在第一纵向支撑杆21与第二纵向支撑杆22的上面。
第二横向倾转轴承后安装有第二倾转皮带轮;第二舵机安装在第二舵机座上;第二舵机的
输出轴安装有主动皮带轮,与第二倾转皮带轮之间连接有皮带;第二舵机座安装在第一纵
向支撑杆21与第二纵向支撑杆22的上面。
于操控飞行器的摇杆。如图4所示。
中倾转装置中带动旋翼发生横向倾转的结构与实施例1结构相同,如图1所示,为通过横向
倾转舵机与横向倾转轴连接,横向倾转轴与电机安装座固定连接,横向倾转舵机旋转,带动
电机安装座旋转,使得旋翼发生横向倾转,与实施例1的区别在于,该实施例中,推动装置没
有再设置纵向倾转舵机,而是通过在电机安装座与摇杆间形成连杆结构,操控摇杆,带动电
机安装座发生纵向旋转,从而使旋翼发生纵向倾转。
座盖119、第一纵向倾斜摇臂52、第一纵向倾斜连杆54、第一摆臂57组成。
于第一横向倾转轴113的缺口内。
第一横向倾转轴承114和第一横向倾转舵机116相吻合的安装槽;两个第一横向倾转轴承
114和第一横向倾转舵机116分别安装在第一基座118的安装槽内;第一基座盖119通过螺丝
与第一基座118紧固后形成一个整体,插入第一纵向倾斜摇臂32前端后再由螺丝紧固。
斜连杆34另一端与摇杆36通过轴销相连。
33、第二纵向倾斜连杆35、第二摆臂38组成。
轴的缺口内。
二横向倾转舵机相吻合的安装槽;两个第二横向倾转轴承和第二横向倾转舵机分别安装在
第二基座的安装槽内;第二基座盖通过螺丝与第二基座紧固后形成一个整体,插入第二纵
向倾斜摇臂33后端后再由螺丝紧固。
斜连杆35另一端与摇杆36通过轴销相连
构和第二驱动机构内部的舵机转动,舵机带动两组旋翼横向倾转使飞行器实现转弯。
于操控飞行器的摇杆,结构如图5、6所述。
轴连接的下旋翼;下旋翼位于上旋翼下部,下电机位于上电机下部,上电机的输出轴为中空
结构,下电机的输出轴穿过上电机的输出轴后与上旋翼连接,上电机、下电机均安装于电机
安装座上,电机安装座与倾转装置连接,倾转装置包括横向倾转舵机和纵向倾转舵机,横向
倾转舵机与电机安装座连接,驱动电机安装座发生横向旋转,进而使旋翼发生横向倾转,横
向倾转舵机安装于纵向倾转座上,纵向倾转座与电机安装座纵向铰接,纵向倾转舵机与纵
向倾转座相连,驱动纵向倾转座发生纵向倾转,纵向倾转座倾转时,带动纵向倾转座上部结
构一起发生倾转,从而带动旋翼发生纵向倾转,纵向倾转座与倾转基座横向铰接,倾转基座
安装于纵向支撑杆上,具体结构如下。
有安装架43,安装架43下装有起落架46,安装架43前部安装有两个斜拉支撑杆47,安装架43
上安装架有带扶手的座椅44,座椅44右侧扶手前方设有用于操控飞行器的摇杆45。
417、第一横向倾转连杆418、第一纵向倾转连杆419和第一倾转基座4110组成。
一定长度,所述第一上旋翼412安装在第一下电机411的输出轴上;所述第一上电机410安装
在第一电机安装座414上部,第一下电机411安装在第一电机安装座414下部。
横向倾转舵机416安装在第一纵向倾转座415侧面。
个轴孔通过轴销连接,第一电机安装座414相对第一纵向倾转座转动,第一倾转基座4110安
装在纵向支撑杆41前端上面;所述第一纵向倾转座415前面伸出一个球头与第一纵向倾转
连杆419连接,第一纵向倾转连杆419另一端与第一纵向倾转舵机417的摆臂连接,第一纵向
倾转舵机417安装在纵向支撑杆41的前面板上。
第二纵向倾转连杆和第二倾转基座组成。
二上旋翼安装在第二下电机的输出轴上;所述第二上电机安装在第二电机安装座上部,第
二下电机安装在第二电机安装座下部。
安装在第二纵向倾转座侧面。
连接,第二电机安装座可相对第二纵向倾转座转动,第二倾转基座安装在纵向支撑杆的后
端上面;所述第二纵向倾转座后面伸出一个球头与第二纵向倾转连杆连接,第二纵向倾转
连杆另一端与第二纵向倾转舵机的摆臂连接,第二纵向倾转舵机安装在纵向支撑杆的后面
板上。
于操控飞行器的摇杆,结构如图7、8所述。
向倾转舵机与电机安装座相连,驱动电机安装座发生纵向倾转,进而使旋翼发生纵向倾转,
横向倾转舵机与横向倾转环连接,驱动横向倾转环发生横向倾转,横向倾转环与电机安装
座横向连接,且两者相对转动,当横向倾转环发生横向倾转时,带动电机安装座发生横向倾
转,横向倾转环与倾转基座纵向铰接,倾转基座安装于纵向支撑杆上,具体结构如下。
在所述纵向支撑杆51的中间偏后位置的两侧;所述两个斜拉支撑杆54上端安装在纵向支撑
杆51约三分之一位置两侧。
舵机517、第一横向倾转连杆518、第一纵向倾转连杆519和第一倾转基座5110组成。
定长度,所述第一上旋翼512安装在第一下电机511的输出轴上;所述第一上电机510安装在
第一电机安装座514上部,第一下电机511安装在第一电机安装座514下部。
侧另一个短轴先穿过第一横向倾转连杆518再插入第一横向倾转环515对应的轴孔,所述第
一横向倾转连杆518的另一端与第一横向倾转舵机516的摆臂连接,第一电机安装座,以短
轴为轴,相对第一横向倾转环转动;所述第一电机安装座514朝前的一边伸出一个球头与第
一纵向倾转连杆519连接,第一纵向倾转连杆519的另一端与第一纵向倾转舵机517的摆臂
连接;所述第一横向倾转环515纵向上的两个对称的轴孔分别对应第一倾转基座5110的轴
孔通过轴销连接,第一倾转基座与纵向支撑杆连接。
第二纵向倾转连杆和第二倾转基座组成。
二上旋翼安装在第二下电机的输出轴上;所述第二上电机安装在第二电机安装座上部,第
二下电机安装在第二电机安装座下部。
短轴先穿过第二横向倾转连杆再插入第二横向倾转环对应的轴孔,所述第二横向倾转连杆
的另一端与第二一横向倾转舵机的摆臂连接,第二电机安装座,以短轴为轴,相对第二横向
倾转环转动;所述第二电机安装座纵向朝后的一边伸出一个球头与第二纵向倾转连杆连
接,第二纵向倾转连杆的另一端与第二纵向倾转舵机的摆臂连接;所述第二横向倾转环纵
向上的两个对称的轴孔分别对应第二倾转基座的轴孔通过轴销连接,第二倾转基座固定于
纵向支撑杆上。
一横向倾转环515,第一横向倾转环515带动第一电机安装座514绕插在第一倾转基座5110
的轴销横向倾转;第一纵向倾转舵机517输出轴旋转时,摆臂会带动第一纵向倾转连杆519,
第一纵向倾转连杆519带动第一电机安装座514绕伸出的两个短轴纵向倾转。
会延长很多,航程会很远,适合远距离飞行任务。当在狭小空间飞行时,将机翼从机架上拆
除,当飞行器不安装机翼时可以在狭小的地方起飞和飞行,并且飞行灵活自由,可随停随
飞,适合在城市等地形复杂地区飞行。
翼的可拆卸连接结构进行说明,在纵向支撑杆上安装有槽形结构的机翼安装座91,机翼安
装座91的左部和右部各有两个轴孔,机翼23中间的前缘和后缘各设有两个带轴孔的连接环
92,连接环92上轴孔与机翼安装座91的轴孔吻合,将轴销93插入机翼安装座91轴孔和连接
环92轴孔,从而将机翼23安装于纵向支撑杆上,轴销93拔出,从而将机翼23从纵向支撑杆上
拆卸下来,安装一个机翼或者两个机翼都可以用这个安装结构,通过将机翼设置为相对于
纵向支撑杆可拆卸设置,方便了机翼的安装与拆卸,使得飞行器可根据所要执行的任务选
择是否安装机翼,提高了飞行器的适用范围。实施例2中的机翼可预设较大仰角,向前飞时
靠前后两端旋翼的转速差,飞行姿态会后高前低向前倾斜,刚刚起飞时速度慢飞行器前倾
角度小,机翼仰角较大会提供相对较大升力,巡航飞行时速度较快,飞行器前倾角度较大,
机翼的仰角被压小了,因速度快同样产生了较大的升力,因仰角小减小了阻力,减速时飞行
器前倾角度逐渐减小,机翼上仰角逐渐加大又起到刹车作用。
等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。